Wydział BMiZ |
Grupa 4 |
LABORATORIUM Z PODSTAW AUTOMATYKI |
|---|---|---|
Tytuł ćwiczenia : Badania własności podstawowych liniowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych. |
||
Data wykonania ćwiczenia: 31.03.2009 |
Skład grupy: 1.Dominik Kamiński 2.Paweł Kledzik 3.Michał Jung |
Numer ćwiczenia: 5 |
Data oddania sprawozdania: 28.04.2009 |
Ocena: |
Opis stanowiska laboratoryjnego.
Przykładami realizacji podstawowych członów automatyki są elektryczne układy RLC. Badane były następujące człony.
Człon bezinercyjny (proporcjonalny)
Człon inercyjny I rzędu
Rzeczywisty człon różniczkujący
Człon oscylacyjny
Obliczenia
Człon bezinercyjny
Wyznaczony został współczynnik proporcjonalności k ze wzoru $k = \frac{R_{2}}{R_{2} + R_{1}}$
Dla R1 = 1,2kΩ i R2 = 1kΩ
Wtedy współczynnik wzmocnienia k = 0,46
Dla R1 = 1,2kΩ i R2 = 300Ω
Wtedy współczynnik wzmocnienia k = 0,23
Dla R1 = 300Ω i R2 = 1kΩ
Wtedy współczynnik wzmocnienia k = 0,77
Człon inercyjny
Wyznaczona została stała czasowa T ze wzoru T = R*C
Dla R = 1200Ω i C = 0,47µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 5,64 *10-4 s
Dla R = 300Ω i C = 0,47µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 1,41 *10-4 s
Dla R = 1200Ω i C = 0,10 µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 1,20 *10-4 s
Człon rzeczywisty różniczkujący
Wyznaczona została stała czasowa T ze wzoru T = R*C
Dla R = 560Ω i C = 0,68µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 3,80 *10-4 s
Dla R = 1200Ω i C = 0,68µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 8,16 *10-4 s
Dla R = 560Ω i C = 0,10 µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 5,60 *10-4 s
Człon oscylacyjny
Wyznaczona została stała czasowa T ze wzoru $T = \sqrt{L*C}$
Dla L =1,60H i C = 5,00µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 2,83 *10-3 s
Dla L = 1,60H i C = 0,10µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 4,00*10-4 s
Dla L =0,68H i C = 5,00 µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 1,84 *10-3 s
Dla L = 0,68H i C = 0,10 µF
Wtedy stała czasowa wyniosła T = 2,60 *10-4 s
Wyznaczone przebiegi odpowiedzi skokowych, oraz graficznie wyznaczone stałe czasowe.
Człon bezinercyjny
a)Dla R1 = 1,2kΩ i R2 = 1kΩ
b)Dla R1 = 1,2kΩ i R2 = 300Ω
c)Dla R1 = 300Ω i R2 = 1kΩ
Człon inercyjny
a)Dla R = 1200Ω i C = 0,47µF
b)Dla R = 300Ω i C = 0,47µF
c)Dla R = 1200Ω i C = 0,10 µF
Człon rzeczywisty różniczkujący
a)Dla R = 560Ω i C = 0,68µF
b)Dla R = 1200Ω i C = 0,68µF
c)Dla R = 560Ω i C = 0,10 µF
Człon oscylacyjny
a)Dla L =1,60H i C = 5,00µF
b)Dla L = 1,60H i C = 0,10µF
c)Dla L =0,68H i C = 5,00 µF
d)Dla L = 0,68H i C = 0,10 µF
Podsumowanie.
Człon inercyjny
-Dla R = 1200Ω i C = 0,47µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 5,64 *10-4 s, a odczytana T=3*10-4
-Dla R = 300Ω i C = 0,47µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 1,41 *10-4 s, a odczytana T=2*10-4
-Dla R = 1200Ω i C = 0,10 µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 1,20 *10-4 s a odczytana T=2*10-4
Człon rzeczywisty różniczkujący
-Dla R = 560Ω i C = 0,68µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 3,80 *10-4 s a odczytana T=3*10-4
-Dla R = 1200Ω i C = 0,68µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 8,16 *10-4 s a odczytana T=4*10-4
-Dla R = 560Ω i C = 0,10 µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 5,60 *10-4 s a odczytana T=4*10-4
Człon oscylacyjny
-Dla L =1,60H i C = 5,00µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 2,83 *10-3 s a odczytana T=2*10-3
-Dla L = 1,60H i C = 0,10µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 4,00*10-3 s a odczytana T=3*10-3
-Dla L =0,68H i C = 5,00 µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 1,84 *10-3 s a odczytana T=2*10-3
-Dla L = 0,68H i C = 0,10 µF
Obliczona stała czasowa wyniosła T = 2,60 *10-4 s a odczytana T=2*10-4
Wnioski
Badanie własności podstawowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych wypadło pomyślnie. Ćwiczenie zostało przeprowadzone zgodnie ze skryptem. Badane były cztery człony automatyki, bezinercyjny, inercyjny, rzeczywisty różniczkujący i oscylacyjny. Pierwsze trzy badane były dla sygnału wejściowego 1kH, a ostatni oscylacyjny dla częstotliwości 100Hz. Głównym celem ćwiczenia, było obliczenie stałych czasowych za pomocą wzorów algebraicznych, i skonfrontowanie ich z wynikami odczytami z przebiegów na oscyloskopie, a w przypadku członu bezinercyjnego obliczenia współczynnika wzmocnienia, który zgadzał się z wartościami na oscyloskopie. Można przyjąć iż w większości wartości stałych czasowych są podobne, a powstałe błędy wynikały z niedoskonałości przerysowywanych charakterystyk. Na podstawie ćwiczenia można również określić wpływ poszczególnych biernych elementów elektrycznych na wartości stałych czasowych. Największy wpływ na wydłużenie stałych czasowych miało powiększanie wartości rezystancji i pojemności (dla członów inercyjnego i różniczkującego), ponieważ wartość stałej czasowej jest wprost proporcjonalna do ilorazu tych wielkości. A dla członu oscylacyjnego wpływ na zmianę stałej czasowej miało zmiana indukcyjności i pojemności, była to zależność proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego iloczynu tych wielkości.